Electronic and optical properties of GaAs/Al(GaAs) and GaN/Al(GaN) quantum structures with different geometries in laser field effect

Bu tez çalışmasında, düşük boyutlu yapılardan farklı geometrilere sahip GaAs/Al(GaAs) ve GaN/Al(GaN) kuantum kuyularının ve kuantum tellerinin lazer alan altında elektronik ve optik özellikleri araştırılmıştır. İlk olarak lazer alan etkisinde sonlu kare, parabol, üçgen kuantum kuyularında ve kare, deltoid, dairesel kesitli kuantum tellerindeki elektronun dalga fonksiyonları ve enerji seviyeleri ayrıntılı olarak incelendi. Bu düşük boyutlu yapıların elektronik özelliklerini açıklamak için efektif kütle yaklaşımında Hamiltonyen sonlu farklar yöntemiyle çözüldü. Bulunan dalga fonksiyonları ve enerjiler kullanılarak bu düşük boyutlu yapıların farklı optik yoğunluklarda foton enerjisine bağlı olarak 1.derece lineer ve 3.derece lineer olmayan soğurma katsayısı ve kırılma indis değişimleri hesaplandı. Çalışılan düşük boyutlu yapılarda elektronik ve optik özeliklerde, yapıların oluştuğu malzemenin, geometrisinin ve dışarıdan uygulanan lazer alanın etkili olduğu görülmüştür. Özelikle toplam soğurma katsayısı ve kırılma indis değişimlerinde lazer alan şiddetiyle birlikte, yapıların geometrisinden dolayı foton enerjilerinde kaymalar gözlenmiştir.In this thesis, the electronic and the optical properties of GaAs / Al (GaAs) and GaN/ Al (GaN) quantum wells and quantum wires with different geometries from low dimensional structures were investigated under the laser field. Firstly, the wave functions and energy levels of the electron in the finite square, parabola, triangular quantum wells and square, deltoid, circular cross section quantum wires under the laser field effect were examined in detail. To explain the electronic properties of these low-dimensional structures, in the effective mass approach the Hamiltonian was solved by the finite difference method. Using the wave functions and the energies, the first order linear and third order nonlinear absorption coefficients and refractive index changes were calculated depending on the photon energy for the different optical densities in these low dimensional structures. In the working low dimensional structures, it has been found that the material and geometry of the structures and the external applied laser field are effective in electronic and optical properties. Especially in total absorption coefficient and refractive indices changes, due to the geometry of the structures together with the intensity of the laser field, shifts in photon energies have been observed